"Взрывное дело"— научно-технический сборник

Моделирование направленности взрывного взаимодействия сближенных зарядов

Ключевые слова:горные породы, взрыв, сближенные заряды, пучки скважин, моделирование, напряженное состояние, зона дробления, зона трещинообразования

В работе приведены результаты моделирования направленного действия сближенных зарядов в ближней к взрыву зоне дробления пород и удаленной зоне, в которой развиваются магистральные трещины отрыва. Установлено, что направленность действия взрыва пучка скважин неодинаково проявляется в ближней и удаленной зонах. Показано также, что размеры зоны влияния взрыва пучка скважин разной формы превышают размеры области влияния взрыва однозарядной скважины.

1. Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В., Радченко Д.Н. и др. Развитие ресурсосберегающих и ресурсовоспроизводящих геотехнологий комплексного освоения месторождений полезных ископаемых. – М.: ИПКОН РАН. 2012. – 206 с.
2. Zhang Z. Challenges and potentialities of rock blasting in mining engineering. Materia. 2019. No.5. pp.19-22.
3. Будько А.В., Закалинский В.М. К теории действия взрыва сближенных скважин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1965. – № 6.
4. Викторов С.Д., Галченко Ю.П., Закалинский В.М., Рубцов С.К. Разрушение горных пород сближенными зарядами / под ред. акад. К. Н. Трубецкого. – М.: Научтехлитиздат. 2006. – 276 с.
5. Шер Е.Н. Моделирование разрушения горных пород при взрыве сближенных скважинных и шпуровых зарядов // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2018. – Том 5. – № 1. – С. 171-176.
6. Лизункин М.В., Лизункин В.М. Отбойка руды параллельно сближенными зарядами в физико-технических геотехнологиях. Инженерная физика. 2021. – № 11. – С. 31-38.
7. Галченко Ю.П. Экспериментальные исследования физических процессов дробления руды деконцентрированными зарядами в условиях зажима. Прикладная физика и математика. 2021. – № 5. – С. 8-22.
8. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н., Николаевский В.Н., Ромашов А.Н., Цветков В.М. под ред. академика М.А. Садовского. "Механический эффект подземного взрыва". – М.: Недра. 1971. – 224 с.
9. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом зарядов промышленных ВВ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. – № S5. – С. 169-183.
10. Kononenko M., Khomenko O. New theory for the rock mass destruction by blasting // Mining of Mineral Deposits. 2021. V15. Issue 2, pp. 111-123. https://doi.org/10.33271/mining15.02.111.
11. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. – М.: Недра. 1993. – 319 с.
12. Zong-Xian Zhang. Rock Fracture and Blasting. Theory and Applications. Butterworth-Heinenmann Elsevier. 2016. 528 p.
13. Pal Roy P. Rock Blasting: Effects and Operations. 2005. Leiden: A.A. Balkema, CRC Press, 380 p.
14. Александрова Н. И., Шер Е. Н. Учет дилатансии при описании разрушения горных пород взрывом цилиндрического заряда // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1999. № 4. – С. 400-408.
15. Mohanty B., and Dehghan Banadaki M.M. Characteristics of stress‐wave induced fractures in controlled laboratory‐scale blasting experiments, APS Blasting 2 (ed. Xuguang, W.), Metallurgical Industry Press, China. 2009. pp. 43‐49.
16. Шер Е.Н., Черников А.Г. Расчет параметров радиальной системы трещин, образующейся при взрыве удлиненного заряда в хрупких горных породах // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2015. – Т. 2. – № 2. – С. 299-303.
17. Figuli L., Cekerevac D., Bedon Ch. And Leitner B. Numerical Analysis of the Blast Wave Propagation due to Various Explosive Charges. In “Advancements in Design and Analysis of Protective Structures” (Academic Editor: Luigi Di Sarno). 2020. Article ID 8871412. doi.org/10.1155/2020/8871412.
18. Дамбаев Ж.Г., Ковалевский В.Н. Математическая модель движения продуктов взрыва в шпуре для обеспечения процесса направленного разрушения горных пород. Вестник Бурятского государственного университета. 2011. – №9. – С. 249-252.
19. Lanari M., Fakhimi A. Numerical study of contributions of shock wave and gas penetration toward induced rock damage during blasting. Computational Particle Mechanics. 2015 Vol 2. pp.197–208. DOI:10.1007/S40571-015-0053-8.
20. Казаков Н.Н., Шляпин А.В., Лапиков И.Н. Многофазная и многозонная теория технологического дробления горных пород взрывом. В сборнике: 50 Лет российской научной школе комплексного освоения недр земли. Материалы Международной научно-практической конференции. 2017. – С. 56-59.
21. Johnson C.E. Effect of Wave Collision on Fragmentation, Throw, and Energy Efficiency of Mining and Comminution. In book: Energy Efficiency in the Minerals Industry: Best Practices and Research Directions (Editor Kwame Awuah-Offei). 2018. DOI: 10.1007/978-3-319-54199-0_4.
22. Кочанов А.Н., Одинцев В.Н. Волновое предразрушение монолитных горных пород при взрыве // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2016. – № 6. – С. 38-48.
23. Li Yi., Cao Ji., Chen X., Huang Ch., Zhao Qi. Numerical Investigation on Crack Formation and Penetration Mechanism between Adjacent Blastholes. Shock and Vibration. Volume 2020. Article ID 8816059. 10 pages. https://doi.org/10.1155/2020/8816059.
24. Zheming Zhu., Bibhu Mohanty., Heping Xie. Numerical investigation of blasting-induced crack initiation and propagation in rocks. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2007. Volume 44. Issue 3. pp. 412-424.
25. Silva J., Worsey T., Lusk B. Practical assessment of rock damage due to blasting. International Journal of Mining Science and Technology. Volume 29. Issue 3. May 2019. pp. 379-385 https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2018.11.003.
26. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. – М. Наука. 1974. – 312 с.
27. Никитин Л.В., Одинцев В.Н. Механика отрывного разрушения сжатых газоносных горных пород // Известия Академии наук СССР. Механика твердого тела. 1988. – №6. – С.135-144.
28. Nikitin L.V., Odintsev V.N. A dilatancy model of tensile macrocracks in compressed rock // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. 1999. – Т. 22. – №11. – С. 1003-1009.
29. Захаров В.Н., Викторов С.Д., Закалинский В.М., Шиповский И.Е., Мингазов Р.Я., Поставнин Б.Н., Дугарцыренов А.В., Еременко А.А. Способ нейтрализации влияния аномалий состояния массива на горные разработки. Заявка № 2021130934/03(065646).

Дробление породы в верхнем слое сферическими камуфлетной волновой и квазистатической фазами взрыва

Ключевые слова:взрыв, верхний слой, карьерный уступ, технологическое дробление, сферическая камуфлетная фаза, сферическая волновая фаза, сферическая квазистатическая фаза

В статье рассматривается предложенная авторами методика определения степени дробления горной породы в верхнем слое уступа разрушаемого блока сферическими камуфлетной волновой и квазистатической фазами взрыва. С использованием разработанной авторами компьютерной программы произведен расчет гранулометрического состава для конкретных условий взрывания и выполнена оценка степени влияния взрыва скважинного заряда промышленного ВВ на гранулометрический состав в верхнем слое карьерного уступа.

1. Казаков Н.Н. Шляпин А.В., Лапиков И.Н. Многофазная и многозонная теория технологического дробления горных пород взрывом. Международная научно-практическая конференция «50 лет Российской научной школе комплексного освоения недр земли». – М.: ИПКОН РАН, 2017. – C.56-59.
2. Казаков Н.Н. Гипотеза многоуровневого дробления породы взрывом // Взрывное дело, № 103/60. – М.: МВК по взрывному делу АГН, 2010. – С.30-38.
3. Шляпин А.В. Модель передачи энергии взрыва в породу. Наука и новейшие технологии при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых: Материалы V Международной научно-практической конференции. – М.: РГГРУ, 2006. – С. 96–97.
4. Адушкин В.В. Модельные исследования разрушения горных пород взрывом. «Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных порол». – М.: ИПКОН РАН, 1999. – С.18-29.
5. Кутузов Б.Н. Проектирование взрывных работ в промышленности. – М.: Недра, 1983. – С. 359.
6. Викторов С.Д., Казаков Н.Н., Шляпин А.В. Главная фаза технологического дробления пород взрывом. Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. 28 октября – 01 ноября 2019 г. – М.: ИПКОН РАН, 2019. – С.94-99
7. Viktorov S.D., Kazakov N.N., Shlyapin A.V., Lapikov I.N. Camouflet Blasting of a Finite-Length Borehole Charge. Proceedings of the 8th Internftional cjnference on physical problems of rock destruction. - Beijing, China: Metallurgical Industry Press, 2014. – P.28-31.
8. Шляпин А.В., Лапиков И.Н. О Расчете крупности дробления горных пород взрывом. Инженерная физика, №7. - М.: ООО Изд-во «Научтехлитиздат», 2018. – С.51-54.
9. Викторов С.Д., Казаков Н.Н., Шляпин А.В. Влияние верхней зоны нерегулируемого дробления на выход негабарита по карьерному блоку. Взрывное дело. Выпуск № 116/73. – М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН», 2016. – С.5-15.

Нейросетевой анализ данных по процессу бурения взрывных скважин

Ключевые слова:Measurement While Drilling, MWD, мониторинг процесса бурения, параметры бурения, взрывные скважины, машинное обучение

В статье представлена базовая нейронная сеть и модель глубокой нейронной сети с использованием генетического алгоритма машинного обучения для оптимизации при прогнозировании геологических данных при бурении взрывных скважин. В статье рассмотрена и описана работа двух алгоритмов машинного обучения и представлены матрицы путаницы при обучении нейронных сетей, дан анализ точности предсказаний различных геотипов и проведена прогностическая оценка способности каждой сети. Для оценки использования в качестве входных данных для обучения по процессу бурения взрывных скважин выделены основные двухпараметрические и трехпараметрические группы данных, значительно влияющие на прогнозную точность. Работы выполнены в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук (МК-3770.2021.4).

1. Isheyskiy V., Sanchidrián J. A. Prospects of Applying MWD Technology for Quality Management of Drilling and Blasting Operations at Mining Enterprises. Minerals 2020, Vol 10(10), art. 925.
2. Navarro J., Schunnesson H., Johansson D., Sanchidrián J.A., Segarra P. Application of drill-monitoring for chargeability assessment in sublevel caving. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2019, Vol. 119, pp. 180-192.
3. Ghosh R., Schunnesson H., Gustafson A. Monitoring of Drill System Behavior for Water-Powered In-The-Hole (ITH) Drilling. Minerals 2017, Vol. 7 (7), art. 121.
4. Isheyskiy V., Martinyskin E., Smirnov S., Vasilyev A., Knyazev K., Fatyanov T., Specifics of MWD Data Collection and Verification during Formation of Training Datasets. Minerals 2021, 11, 798.
5. Bergstra J., Bengio Y. Random Search for Hyper-Parameter Optimization. J. Mach. Learn. Res. 2012, 13, pp. 281-305
6. Fang, Y., Wu, Z., Sheng, Q., Tang, H., Liang, D. Tunnel Geology Prediction Using a Neural Network Based on Instrumented Drilling Test. Appl. Sci. 2021, 11, 217.
7. Bianchini M., Scarselli F. On the Complexity of Neural Network Classifiers: A Comparison between Shallow and Deep Architectures. IEEE Trans. Neural Netw. Learn. Syst. 2014, 25, pp. 1553–1565.
8. Vezhapparambu V., Eidsvik J., Ellefmo S. Rock Classification Using Multivariate Analysis of Measurement While Drilling Data: Towards a Better Sampling Strategy. Minerals 2018, 8, 384

Развитие методов оценки технологических мероприятий по снижению ущерба от переизмельчения руды при взрывной отбойке

Ключевые слова:буровзрывные работы, подземная геотехнология, переизмельчение руды, ущерб, технологические мероприятия, унификация, рейтинговая оценка, адаптивность, универсальность

При подземной разработке месторождений существует проблема ущерба от переизмельчения руды в результате нерационального ведения буровзрывных работ при очистной выемке. Образующиеся в результате мелкие фракции, обогащенные рудными минералами, скапливаются в труднодоступных местах очистного пространства и чаще всего теряются. Объем данного вида потерь отбитой руды может достигать 2-5% и более. При переизмельчении неметаллических руд потери в виде некондиционного сырья достигают 15-25% и более. Несмотря на значительное разнообразие мероприятий, направленных на предотвращение, ликвидацию или минимизацию негативных последствий переизмельчения полезного ископаемого, в настоящее время унифицированная методическая база по их оценке и обоснованию фактически отсутствует. В настоящей работе предложена методика оценки мероприятий по снижению ущерба от переизмельчения руды при подземной добыче, основанная на экспертно-аналитической рейтинговой системе, позволяющая преобразовать качественные характеристики в количественные показатели с учетом основных и специфических факторов осуществления мероприятий. Мероприятия объединены по признаку основных применяемых сил и инструментов воздействия на объект и систематизированы в соответствии с технологическим и хронологическим принципами. Установлено, что наиболее применимыми относительно различных классов систем подземной разработки, адаптивными к основным и специфическим факторам, наиболее универсальными – являются превентивные мероприятия по снижению ущерба от переизмельчения руды, основанные на применении ресурсосберегающих, щадящих и специальных методов ведения взрывных работ непосредственно при отделении руды от массива, а также при подготовке выемочной единицы к отработке. Полученные результаты являются основой для последующей унификации подходов к обоснованию и совершенствованию мероприятий в рамках единой методологии.

1. Галченко Ю.П., Сабянин Г.В. Проблемы геотехнологии жильных месторождений. – М.: Научтехлитиздат, 2011. – 367 с.
2. Адушкин В.В., Бригадин И.В., Кочарян Г.Г., Краснов С.А. К вопросу о механизме разрушения прочных скальных пород подземным взрывом // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 7. С. 344-349.
3. Torbica S., Lapčević V. Rock fracturing mechanisms by blasting // Podzemni radovi. 2018. Vol. 32. P.15-31. DOI: 10.5937/PodRad1832015T
4. Ломоносов Г.Г., Туртыгина Н.А. Явление сегрегации рудной массы и его влияние на формирование качества продукции горнорудного производства // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2014. №6. С. 37-40.
5. Лизункин М.В., Лизункин В.М., Ситников Р.В. Исследование гидромеханического способа зачистки обогащенной рудной мелочи с почвы выработанного пространства // Инженерная физика. 2020. №11. С. 54-60. DOI 10.25791/infizik.11.2020.1177.
6. Рогизный В.Ф., Хромов В.М., Карпухина М.В. Технологии селективной выемки маломощных рудных тел с применением малогабаритного самоходного оборудования // Горная промышленность. 2020. № 1. С. 34-41.
7. Агошков М.И. Научные основы оценки экономических последствий потерь полезных ископаемых при разработке месторождений. – М.: АН СССР, 1972. – 149 с.
8. Попов Н.И., Иванов А.А. Снижение потерь отбитой руды при разработке наклонных залежей. – Магадан: Книжное изд-во, 1979. – 62 с.
9. Павлов А.М., Семенов Ю.М. Применение вакуумной технологии при зачистке руды в условиях криолитозоны рудника «Ирокинда» // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2007. №11. С. 24-29.
10. Глотов В.В., Пахалуев Б.Г. Оптимизация расстояния между стенками желобов при гидрозачистке выемочных блоков // Вестник Забайкальского государственного университета. 2016. №4. С. 4-9.
11. Соколов И.В., Смирнов А.А., Рожков А.А. Отбойка кварца рассредоточенными скважинными зарядами при подземной добыче // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. №10. С. 178-185. DOI 10.25018/0236-1493-2017-10-0-178-185.
12. Смирнов А.А., Рожков А.А. Исследования действия взрыва веера скважинных зарядов // Взрывное дело. – 2018. – № 119-76. – С. 118-128.
13. Воронов Е.Т., Бондарь И.А. Обоснование и разработка минералосберегающих геотехнологий добычи ценного самоцветного сырья с использованием буровзрывных работ // Вестник Забайкальского государственного университета. 2014. №2 (105). С. 9-16.
14. Рожков А.А. Систематизация способов снижения потерь рудной мелочи при подземной разработке месторождений // Проблемы недропользования. 2021. № 3(30). С. 16-28. DOI 10.25635/2313-1586.2021.03.016.
15. Антипин Ю.Г., Барановский К.В., Рожков А.А., Клюев М.В. Обзор комбинированных систем подземной разработки рудных месторождений // Проблемы недропользования. 2020. № 3(26). С. 5-22. DOI 10.25635/2313-1586.2020.03.005.
16. Волков Ю.В., Соколов И.В. Подземная разработка медноколчеданных месторождений Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. – 232 с.
17. Пелипенко М.В., Айнбиндер И.И., Рыльникова М.В. Принципы оценки риска аварии при эксплуатации подземных рудников // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021. № 4. С. 178-192. DOI 10.46689/2218-5194-2021-4-1-178-192.
18. Айнбиндер И.И., Каплунов Д.Р. Риск-ориентированный подход к выбору геотехнологий подземной разработки месторождений на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 4. С. 5-19. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-5-19.
19. Stacey T.R. Rock engineering design – the importance of process, prediction of behaviour, choice of design criteria, review and consideration of risk // Proceedings of the International Seminar on Design Methods in Underground Mining, Australian Centre for Geomechanics, Perth (2015), pp. 57-76. DOI 10.36487/ACG_rep/1511_0.4_Stacey
20. Барановский К.В., Харисова О.Д. Оценка фактических показателей извлечения руды по данным лазерного сканирования при подземной разработке // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. №4. С. 135-147.
21. Sosnovskaia E.L., Avdeev A.N. Control over the geotechnical processes at the goldfields of Eastern Siberia // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2019. No5. P. 21-29. DOI 10.21440/0536-1028-2019-5-21-29.
22. Фугзан М.Д., Каплунов Д.Р., Пазынич В.И. Интенсивность подземной эксплуатации рудных месторождений. – М.: Наука, 1980. 141 с.
23. Каймонов М.В., Хохолов Ю.А., Курилко А.С. Исследование влияния температуры и влагосодержания воздуха на процессы конденсации влаги и смерзания отбитой руды в очистных блоках рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. № 10. С. 314-324.

Экспериментальное изучение реологических свойств эмульсии с окислительной фазой из бинарного раствора аммиачной и кальциевой селитр

Ключевые слова:эмульсия ЭВВ, вязкость, скорость сдвига, напряжения сдвига, псевдопластическая жидкость

В настоящей работе приведены экспериментальные данные по изучению реологических свойств эмульсий с окислительной фазой из бинарного раствора аммиачной и кальциево селитр. Показано, что: реологические свойства эмульсий с окислительной фазой из бинарного раствора аммиачной и кальциевой селитр соответствует реологическим свойствам псевдопластических жидкостей; cодержание аммиачной селитры, кальциевой селитры, воды не оказывает статистически значимого влияния на вязкость и напряжение сдвига в рассмотренном диапазоне их содержаний. Ввиду достаточно широкого распространения данных ЭВВ знание их реологических свойств несомненно представляет научный и практический интерес.

1. Ксюгуанг В. Эмульсионные взрывчатые вещества. М.: Красноармейск, 2002. - 380 с.
2. Колганов Е.В. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества. 1-я книга (Составы и свойства)/ Колганов Е.В., Соснин В.А. - Дзержинск Нижегородской области, издательство ГосНИИ «Кристалл», 2009. - 592 с.
3. Горинов С.А. Инициирование и детонация эмульсионных взрывчатых веществ / Горинов С.А. – Йошкар-Ола: СТРИНГ, 2020. – 214 с. – DOI 10.25625/y1981-6651-8304-y.
4. Горинов С.А. Исследование структуры эмульпоров/ Горинов С.А., Маслов И.Ю., Собина Е.П.// Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельные статьи. – 2011. - № 9. – С. 3-14.

Комплексное изучение параметров развала взорванной горной массы

Ключевые слова:взорванная горная масса, взрывной блок, гранулометрический состав, производительность горного оборудования, коэффициент разрыхления, выход негабаритной фракции, экскавация, буровзрывные работы

Целью исследования является описание метода изучения параметров блока, подготовленного буровзрывным способом к выемке. Апробация метода изучения параметров описана на примере вскрышного блока карьера «Восточный» Олимпиадинского месторождения. В статье приведены результаты оценки гранулометрического состава взорванной горной массы и выхода негабаритной фракции, дана оценка геометрии развала и определен коэффициент разрыхления исследуемого блока. Представлен анализ производительности горнотранспортного комплекса, задействованного на отработке исследуемого блока (экскаватор WK-35 и автосамосвалы CAT 793D).

1. McKee D. Understanding mine to mill. Brisbane Australia, Cooperative research centre for optimising resource extraction, 2013. 96 p.
2. Cameron P., Drinkwater D., Pease J. The ABC of Mine to Mill and metal price cycles // Proceedings 13th AusIMM Mill Operators’ Conference. The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne. 2016. P. 349–358.
3. Виноградов Ю. И., Хохлов С. В. Метод расчета параметров буровзрывных работ на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № S1-4. С. 20–29.
4. Егоров В. В., Волокитин А. Н., Угольников Н. В., Соколовский А. В. Обоснование параметров и технологии производства буровзрывных работ, обеспечивающих требуемую кусковатость // Горная промышленность. 2021. № 3. С. 110– 115. DOI 10.30686/1609-9192-2021-3-110-115
5. Опанасенко П. И., Исайченков А. Б. Оптимизация кусковатости взорванных полускальных вскрышных пород на разрезе «Тугнуйский» // Горный журнал. 2015. № 9. С. 25–35.
6. Иванов С. Л., Иванова П. В., Кувшинкин С. Ю. Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации // Записки Горного института. 2020. Т. 242, №2. С. 228-233. DOI: 10.31897/pmi.2020.2.228
7. Курганов В. М., Грязнов М. В., Колобанов С. В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере // Записки Горного института. 2020. Том 241. С. 10-21. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.10
8. Tokarenko A., Timofeyev I., Kilin S., Valery W., Valle R., Duffy K. Increasing production at polyus gold Blagodatnoye with holistic optimization from mine-to-plant // Procemin 2017: 13th International Mineral Processing Conference. – Chile, 2017. – P. 1–9.
9. Valery W., Duffy K., Faveere R., Hayashida R., Jankovic A., Tabosa E., Yelkin I. Improving profitability, sustainability and the overall operating efficiency from mine to process in Russian operations // IMPC 2018 – 29th International Mineral Processing Congress. – Russia, 2018. – P. 1346–1354.
10. Кузнецов В. А. Прогнозирование грансостава взорванной массы на основе структурно-деформационного зонирования взрываемых полигонов // Взрывное дело. 2001. T. 93. С. 47–55.
11. Виноградов Ю. И. Принципы расчета параметров буровзрывных работ на основе инвариантов процесса дробления // Взрывное дело. 2011. № 105-62. С. 68–82.
12. Угольников В. К., Симонов П. С. Угольников Н. В. Прогнозирование гранулометрического состава взорванной горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № S7. С. 63–70.
13. Ракишев Б. Р., Орынбай А. А., Ауэзова А. М., Куттыбаев А. Е. Гранулометрический состав взорванных пород при различных условиях взрывания // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 8. С. 83–94. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-08-0-83-94
14. Reple A., Chieregati A. C., Valery W., Prati F. Bulk ore sorting cut-off estimation methodology: Phu Kham Mine case study // Minerals Engineering. 2020. Vol. 149. P. 1–4.
15. Valery W., Duffy K., Holtham P., Reple A., Walker P., Rosario P. Techno-economic evaluation of bulk ore sorting for copper ore at the panaust phu kham operation // IMPC 2016 – 28th International Mineral Processing Congress. – Canada, 2016. P. 1–11.
16. Gusev V. N., Blishchenko A. A., Sannikova A. P. Study of a set of factors influencing the error of surveying mine facilities using a geodesic quadcopter // Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 254. P. 173-179. DOI: 10.31897/PMI.2022.35
17. Gaich A., Pötsch M. 3GSM Webinar 3D models for 3D fragmentation analysis from drone imagery // Conference: 3GSM Webinar. 2021. DOI: 10.13140/RG.2.2.12406.32323
18. Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера // Записки Горного института. 2021. Т. 249. С. 334-341. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.2

Выбор классов крупности при измерении и расчетах грансостава в верхней зоне карьерного уступа

Ключевые слова:категория блочности горного массив, грансостав, классы блочности, технологическое дробление, технологические параметры

В статье излагаются основные положения выбора классов крупности при определении грансостава в верхней зоне нерегулируемого дробления в карьерном блоке, на основе разрабатываемой в ИПКОН РАН классификации горных массивов по блочности. Учитываются технологические маршруты отбитой горной массы с учётом установившихся на горном предприятии понятия мелкого, среднего и крупного дробления и принятые размеры негабаритов.

1. Казаков Н.Н., Викторов С.Д., Шляпин А.В., Лапиков И.Н. Дробление горных пород взрывом в карьерах. – М.: Российская академия наук, 2020. – С.517.
2. Адушкин В.В. Модельные исследования разрушения горных пород взрывом. «Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных порол». – М.: ИПКОН РАН, 1999. – С.18-29.
3. Кутузов Б.Н. Проектирование взрывных работ в промышленности. – М.: Недра, 1983. – С.359.
4. Викторов С.Д., Казаков Н.Н., Шляпин А.В., Добрынин И.А. Определение грансостава по фотопланограммам с использованием компьютерной программы. Взрывное дело: Сб. научных трудов Горного информационно-аналитического бюллетеня, ОВ № 8. – М.: Мир горной книги, 2007. – С. 169-173
5. Казаков Н.Н., Шляпин А.В. Определение фактического грансостава раздробленной взрывом горной массы. Инженерная физика, №5. - М.: ООО Изд-во «Научтехлитиздат», 2018. – С.117-123.
6. Викторов С.Д., Казаков Н.Н., Лапиков И.Н., Шляпин А.В. Влияние взрыва скважинного заряда на грансостав в верхней зоне нерегулируемого дробления. Научный журнал «Устойчивое развитие горных территорий», т.8, №2. – Владикавказ, Северо-Кавказский горно- металлургический институт, 2016. – С.161-170.

Анализ влияния параметров БВР на качество дробления горной массы

Ключевые слова:открытые горные работы, параметры БВР, гранулометрический состав, горная масса, дробление, фрагментация, функция Swebrec, PortaMetrics, полезные ископаемые, эмульсионные взрывчатые вещества

В статье описаны современные направления в изучении вопроса повышения качества дробления взорванной горной массы в зависимости от регулирования параметров БВР. Важность изучения данной проблематики состоит в том, что основным параметром качества результатов буровзрывных работ является оценка гранулометрического состава взорванной горной массы. Поэтому необходимо понимать, какие показатели, в большей степени влияют на фрагментацию. Это позволит управлять качеством взрыва за счет регулирования параметров БВР. В результате работы был произведен сравнительный анализ гранулометрических составов по результатам буровзрывных работ на карьере 1 и карьере 2. В работе акцентировалось внимание на таких показателях как: диаметр взорванных скважин, высота уступа, обводненность, сезонность и их влияние на фрагментацию горной массы. Анализ результатов измерений показал, что в большей степени на гранулометрический состав в необводненных условиях оказывает влияние сочетание диаметров взрывных скважин. Также влияние оказывает сезонная обводненность. Так на карьере 1 с необводненным массивом, сезонный водоприток ухудшает качество фрагментации, а на карьере 2 с обводненным массивом, отмечается улучшения качество гранулометрического состава.

1. Вохмин С. А., Курчин Г. С., Шевнина Е. В., Кирсанов А. К.,Костылев С. С. Прогнозирование гранулометрического состава отбитой горной массы при отработке месторождений открытым способом/ «Известия вузов. Горный журнал», № 1, 2020,14–24 c.
2. Игнатенко И. М., Дунаев В. А., Тюпин В. Н., Совершенствование методики предпроектной оценки взрываемости массивов скальных горных пород в карьерах. Горный журнал, 2019, №1, 46 -50 с.
3. Ефремов Э. И. Влияние обводненности горных пород на механизм их разрушения и технологию взрывной отбойки // Вестник КДПУ – 2006 – Вып. 2(37), Ч. 2. – С. 75–77.
4. Комащенко В.И., Воробьев Е.Д., Волков Д.А. Потенциал повышения качества, надежности и экологической безопасности технологии взрывных работ на карьерах. Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2018. Вып. 1, 166-179 с.
5. Ракишев Б.Р., Орынбай А.А., Ауэзова А.М., Куттыбаев А.Е. Гранулометрический состав взорванных пород при различных условиях взрывания. Горный информационно-аналитический бюллетень- 2019;(8):83-94 с.
6. Victor Abioye Akinbinu, Gafar O. Oniyide, Musa Adebayo Idris Assessment of rock fragmentation and strength properties using Rosin-Rammlers and Extended Swebrec Distribution functions parameters Int. J. Min. & Geo-Eng. (IJMGE), 56-1 (2022). pp 53-60
7. Alfredo L. Coello-Velázquez, Víctor Quijano Arteaga, Juan M. Menéndez-Aguado, Francisco M. Pole, Luis Llorente Use of the Swebrec Function to Model Particle Size Distribution in an Industrial-Scale Ni-Co Ore Grinding Circuit Metals 2019, 9, 13 p. www.mdpi.com/journal/metals
8. Ouchterlony F. The Swebrec function: Linking fragmentation by blasting and crushing. Mining Technology (Institution of Mining and Metallurgy A). 2005. Vol. 114. Р. 29–44.

Опыт ведения буровзрывных работ в приконтурной зоне карьеров месторождения Кокпатас

Ключевые слова:взрывные работы, приконтурная зона карьера, экранирующая щель, повышение устойчивости массива, порядок взрывания, параметры заоткоски, поверхности ослабления

Несмотря на многочисленные исследования, проблема обеспечения устойчивости бортов в их предельном положении из-за сложности и широкого разнообразия горнотехнических и гидрогеологических условий месторождений для средних и глубоких карьеров до конца не решена. В данной работе в промышленных условиях разработан способ формирования устойчивых откосов бортов карьера, позволивший получить устойчивые откосы 10-метровых уступов с углами откоса 650, предотвратив необходимость в дополнительной разноске бортов, одновременно повысив безопасность ведения работ на нижележащих горизонтах. Разработанные эффективные параметры контурного взрывания обеспечили создание максимально широкой экранирующей щели при заданном ограничении мощности зоны нарушений межблочных связей в приоткосной части массива.

1. Санакулов К.С., Руднев С.В. Комплекс рентгенорадиометрического обогащения сульфидных руд месторождения Кокпатас // Горный вестник Узбекистана. ‒ Навои, 2010. ‒ С. 3-6.
2. Заиров Ш.Ш., Уринов Ш.Р. Методика исследования действия взрыва оконтуривающих скважинных зарядов взрывчатых веществ в приконтурной зоне карьера. – Навои, 2020. – 50 с.
3. Патент на изобретение Республики Узбекистан №IAP 06972 от 13.05.2022 г. Способ формирования устойчивых откосов бортов карьера // Норов Ю.Д., Насиров У.Ф., Заиров Ш.Ш., Умаров Ф.Я., Уринов Ш.Р., Тухташев А.Б., Нутфуллоев Г.С., Махмудов Д.Р., Шарипов Л.О., Номдоров Р.У. / Зарегистрирован в государственном реестре изобретений Республики Узбекистан 13.05.2022 г. Опубл. в Бюлл. изобр. №12 от 30.12.2021 г.
4. Граур М.И. Управление процессом разрушения пород при контурном взрывании с целью получения устойчивых откосов уступов на карьерах / Дисс. … канд. техн. наук. – Москва: МГИ, 1981. – 153 с.

Нейросетевое моделирование процесса кумуляции зарядов перфораторов в скважинах

Ключевые слова:кумуляция, кумулятивный заряд, программный модуль, нейросетевое моделирование, нейросетевая модель, база знаний

В данной статье с использованием программной среды разработки NeuroShell представлена разработанная и отработанная методика создания на основе базы знаний нейросетевой модели процесса кумуляции зарядов перфораторов для обеспечения максимальной пробивной способности. Представлено сравнительное изучение результатов компьютерного математического моделирования и натурного эксперимента. Изучена и показана возможность нейросетевого моделирования процесса кумуляции зарядов перфораторов при прострелочно-взрывных работах в скважинах. Проведен вычислительный эксперимент, в результате которого нейросетевой моделью определены значения входных характеристик для кумулятивного заряда.

1. Орленко Л.П., Баум Ф.А., Станюкевич К.П. Физика взрыва. - М.: ФИЗМАЛИТ, 2002. 656 с.
2. Покровский Г.И. Взрыв. – М.: Недра, 1980. 190 с.
3. Попов В.В. Прострелочно-взрывные работы в скважинах. – Новочеркаск: ЮРГТУ, 2006. 212 с.
4. Хотин В.Г., Томашеевич И.И., Нгунен М.Т. и др. Кумуляция и ее использование во взрывной технике. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. 87 с.
5. Боровков А.И., Бурдаков С.Ф., Клявин О.И. Компьютерный инжиниринг. – С-П.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. 93 с.
6. Мухутдинов А.Р., Вахидова З.Р., Ефимов М.Г. Нейросетевое моделирование процесса детонации смесевого взрывчатого вещества на основе гексида с инертными наполнителями // Автоматизация и информатизация ТЭК.- М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2022. № 6 (587). С. 41-47.
7. Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г., Вахидова З.Р. Моделирование процесса кумуляции зарядов перфораторов при прострелочно-взрывных работах в скважинах // Автоматизация и информатизация ТЭК.- М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2022. № 4 (585). С. 20-24.

Исследование влияния продуктов горения пиротехнических составов на керны глинистой породы

Ключевые слова:пиротехнический состав, продукты горения, разглинизация, нефтяной пласт, глинистая порода, керн, призабойная зона

Выполнены исследования по изучению влияния продуктов горения пиротехнических составов на керны глинистой породы. В результате исследований установлено, что составы, включающие в качестве компонентов нитрат аммония, нитрат калия, политрифторхлорэтилен, поливинилхлорид, обладают значительным разглинизирующим действием, которое выражается значительной убылью массой, в пределах 14-17%, экспериментальных образцов кернов глинистой породы. При этом исследуемые составы показали в 3,5 раза большую эффективность по сравнению с известной рецептурой имеющей состав: нитрата аммония - 35%, поливинилхлорида - 50%, фторкаучук марки СКФ-32, фторопласта марки Ф-32Л В – 5%.

1. Крыев Р.А., Коробков А.М., Гарифуллина Г.И. и др. Теоретическая оценка возможности применения пиротехнических составов для разглинизации нефтяных пластов // Взрывное дело. 2022. № 143-91. С. 86-95.
2. Петров А.С., Мокеев А.А., Гарифуллин Р.Ш. и др. Сгораемые кислотогенерирующие композиции для повышения нефтеотдачи пластов // Взрывное дело. 2018. № 121-78. С. 124-134.
3. Гарифуллин Р.Ш., Мокеев А.А., Сальников А.С. Натурные испытания устройства на основе энергонасыщенного кислотогенерирующего материала // Взрывное дело. 2019. №125-82. С. 53-64.
4. Косарев А.А., Мокеев А.А., Гильмутдинов Д.К. и др. Продукты горения твердотопливных зарядов: оценка эффективности действия на карбонатные породы // Вестник технологического университета. 2015. Т.18. №17. С. 77-79.
5. Сальников А.С., Гарифуллин Р.Ш., Базотов В.Я. и др. Термопластичное твердое топливо на основе порошкообразного эластомера для тепловой обработки нефтяных скважин // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 19. С. 81-83.
6. Гарифуллин Р.Ш., Базотов В.Я., Сальников А.С. и др. Применение термопластичного сгораемого материала в технологии разрыва нефтяного пласта, Вестник технологического университета. 2015. Т. 18. № 21. С. 72-73.
7. Патент РФ №2534142 С1, С09К 8/72, 2013г.

Опыт применения линейного кумулятивного заряда для инициирования зарождения трещин в испытуемых трубах при проведении натурных полигонных пневматических испытаний

Ключевые слова:магистральный газопровод, трубопровод, трубы, пневматические испытания, испытания трубопроводов, трещиностойкость, трещинообразование, подрыв, сосредоточенный взрыв, линейный кумулятивный заряд, кумулятивная струя, масса заряда ВВ

Применение линейного кумулятивного заряда необходимо для формирования зарождения трещин в испытываемых трубах магистральных трубопроводов и дальнейшем их раскрытии методом сосредоточенного взрыва. Зарождение трещин достигается за счет усиления действия взрыва путем концентрации энергии кумулятивной струи и создание направления резанию для имитации условий развития дефектов магистральных трубопроводов и проверки их на трещиностойкость в целях реализации проекта системы газопроводов Бованенково-Ухта. Приведен ассортимент испытуемых труб и механические свойства стали. Описаны метод и технология проведения натурных полигонных пневматических испытаний опытных партий труб магистральных газопроводов на опытном полигоне Копейского завода изоляции труб, организованных ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург». В результате расчета параметров и массы наружного линейного кумулятивного заряда ВВ при перебивании стенок металлических испытуемых труб для инициирования зарождения в них трещин, установлены их оптимальные величины и приведена схема установки линейного кумулятивного заряда и монтажа взрывной сети. При всех проведенных натурных полигонных пневматических испытаниях опытных партий труб, начиная с 2008 г., кумулятивный заряд массой 3,6 кг, обеспечил зарождения трещин в испытуемых трубах и их раскрытие.

1. Меньшиков П. В., Синицын В. А., Шеменев В. Г. и др. / Натурные полигонные пневматические испытания опытных партий труб, предназначенных для системы газопроводов Бованенково-Ухта // Технология и безопасность взрывных работ: материалы научно-технических семинаров 22-23 апр. 2010 г. / ИГД УрО РАН. – Екатеринбург - 2011. – С. 252-256.
2. Меньшиков П. В., Хрущев Г. Н., Синицын В. А., и др. // Результаты испытаний опытных партий труб для системы газопроводов Бованенково – Ухта / Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докл. VIII Международ. научно-техн. конф. " Чтения памяти В. Р. Кубачека", посвященной 80-летию со дня рождения Скобелева Л. С. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ. - 2010. – С. 247-252.
3. «Проект взрывных работ» проекта организации работ «Проведение натурных полигонных пневматических испытаний опытных партий труб, предназначенных для реализации проекта системы газопроводов Бованенково-Ухта (диаметром 1420 мм, класс прочности К65 (X80), на рабочее давление 11,8 МПа)», ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург, 2007 г. – 13 с.
4. Васюков В. И., Дильдин Ю. М., Ладов С. В., Федоров С. В. Определение энергии кумулятивной струи различными способами. // Актуальные проблемы разработки средств поражения и боеприпасов : сборник научных статей, посвящ. 80-летию каф. "Высокоточные летательные аппараты" / МГТУ им. Н. Э. Баумана. - М., 2018. - (Труды / МГТУ им. Н. Э. Баумана; № 616). - С. 105-118.
5. Wang Z., Jiang J. W., Wang S. Y., et al. Jet Formation and Penetration Study of Double-Layer Shaped Charge[J]. Journal of Energetic Materials, 2018, 36(2), pp. 152-168.
6. Воротилин М.С. Концепция создания кумулятивного заряда с рекордными характеристиками пробития // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2011. – Вып. 2., С. 96-101.
7. Руководство по проектированию и производству взрывных работ при реконструкции промышленных предприятий и гражданских сооружений (РТМ 36.9-88). Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР. – Москва, 1988 г. – 34 с.
8. Duan B., Zhou Y., Zheng S., Bao M., Wang L., Dong J., Blasting demolition of steel structure using linear cumulative cutting technology. Advances in Mechanical Engineering, Vol. 9, No. 11, 2017, pp. 1-11.
9. Ефремов Э. И., Вовк А. А. Справочник по взрывным работам. – Киев: Наукова думка, 1983 г. – С. 328.
10. Смоляков Б.В., Иоффе Б.В. Патент №2247935 RU. Способ резки прочных конструкций шнуровым кумулятивным зарядом / Заявл. 20.03.2003; опубл.10.03.2005.
11. Федоров С. В. О реализации принципа имплозии в кумулятивных зарядах с полусферическими облицовками дегрессивной толщины // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки. – 2017. - № 3. - С. 71-92.
12. Свирский О.В., Власова М.А. О пробивной способности кумулятивных зарядов с конической и полусферической облицовками // Физика горения и взрыва. – 2019. - Т. 55. - № 6. - С. 115-119.
13. Lim S., Lusk B., Worsey P. N. Mechanisms of Linear Shaped Charge Cutting – a New Explanation. // Proceeding of Thirty-First Annual Conference on Explosives and Blasting Technique / Orlando, 2005, PP. 169-178.
14. Cheng X., Huang G., Liu C., et al. Design of a novel linear shaped charge and factors influencing its penetration performance. Appl Sci, 8 (10), 2018, p. 1863.
15. Naeem K., Hussain A., Abbas S. A review of shaped charge variables for its optimum performance. Eng. Tech. Appl. Sci. Res. 2019, 9, pp. 4917–4924.
16. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения: утв. приказом от 03.12.2020 г. № 494. – Москва, 2020. – 258 с.
17. Дополнение к «Проекту взрывных работ» проекта организации работ «Проведение натурных полигонных пневматических испытаний труб диаметром 1420 мм длиной 5 м с толщиной стенки 27,7 мм класса прочности К65 производства ПАО «Северсталь», ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург, 2021 г. – 13 с.
18. Маянц Ю.А., Карпов С.В., Алихашкин А.С., Овчаров С.В. Назначение участков предварительных испытаний и охранных зон при проведении испытаний магистральных трубопроводов // Вести газовой науки: Управление техническим состоянием и целостностью газопроводов. – М.: Газпром ВНИИГАЗ. - 2014. - №1 (17). - С. 88-92.
19. Вадулина Н. В., Ачивакова Л. Р., Салимов А. О., Абдрахманова К. Н., Абдуллин Р. С. Обеспечение безопасности при пневмоиспытании трубопровода. Электронный научный журнал. Нефтегазовое дело. 2017. № 4. С. 109-124.
20. Miller D., Jallais S., Pham‐Huy M. New Criteria for Safety Distances During Pneumatic Pressure Testing of Vessels and Pipes. Process Safety, Wiley Online Library, 2019. P.17.

Сейсмический мониторинг и прогноз последствий крупномасштабных техногенных воздействий на породный массив в карьерных условиях

Ключевые слова:карьер, взрывчатые вещества, скважинные заряды, массовый взрыв, сейсмическое действие взрывов, устойчивость уступов, компьютерная программа

На основе результатов экспериментальных наблюдений за сейсмическим действием взрывов в прибортовой части массива на руднике "Железный" АО "Ковдорский ГОК" и численного моделирования разработана инженерная методика оперативной оценки сейсмовзрывного воздействия на законтурный массив при производстве взрывных работ в карьере, позволяющая производить оценку ширины зон трещинообразования и заколов в тыльную часть массива, зон проявления наведенной трещиноватости и устойчивости вышележащих уступов при динамическом воздействии от массового взрыва, что позволяет оперативно на стадии проектирования подобрать параметры взрывания, обеспечивающие минимизацию сейсмического воздействия на законтурный массив.

1. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. – М.: «Недра», 1976. – 271 с.
2. Фокин В.А., Тарасов Г.Е., Тогунов М.Б., Данилкин А.А., Шитов Ю.А. Совершенствование технологии буровзрывных работ на предельном контуре карьеров. - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 2008. - 224 с.
3. Методические указания по обеспечению устойчивости откосов и сейсмической безопасности зданий и сооружений при ведении взрывных работ на карьерах. Л.,1977 - 17 с. (М-во угольной пром-сти СССР. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т горн. геомех. и маркшейд. дела).
4. Козырев С.А., Аленичев И.А., Усачев Е.А., Соколов А.В. Сейсмическое действие массовых взрывов на борта карьера рудника "Железный"- Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2017. № 14. - С. 288-291.
5. Козырев С.А., Камянский В.Н. Оценка влияния сейсмовзрывных нагрузок в ближней зоне взрыва. - Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № S23. - С. 316-324.
6. Шуйфер М.И., Азаркович А.Е. Расчет размеров зоны трещинообразования при взрыве скважинных зарядов в скальном массиве. // Взрывное дело. Выпуск № 82/39. – М.: Недра, 1984. – С.191-209.
7. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов. М., Недра, 1984. - 213 с.
8. Ляховицкий Ф.М. О соотношении упругих и прочностных свойств горных пород. - В кн.: Геофизические исследования, Вып. №1. М., Изд-во МГУ, 1964. - С. 294-305
9. Игнатенко И.М., Яницкий Е.Б., Дунаев В.А., Кабелко С.Г. Трещиноватость породного массива в карьере рудника "Железный" АО Ковдорский ГОК. //Горный журнал. №10, 2019 г. - С.11-15.